超全的钽电容简介和基本结构 中

2.4通电过程

a)通电:通过电化学反应,制备五氧化二钽氧化膜,作为钽电容器的介质。

b)氧化膜厚度:电压越高,氧化膜越厚,所以通电电压越高,氧化膜越厚,容量越低。

c)氧化膜颜色:不同电压干扰的氧化膜颜色不同,颜色随电压的升高呈周期性变化。

d)化成电压:一个经验公式(这个公式只能在小范围内提高电压。如果电压上升幅度较大,就不是很准确,要加上保险系数)。

C1。V1=C2。V2

V2=C1。V1/C2

C1——平均产能第一;

V1-第一次成型电压(恒定电压);

C2-展示容量C2=K CR

(k)根据后通道容量收缩情况,可适时修改。一般容量越小,反向信道容量损失越小,容量越大,反向信道容量损失越大。比容越低,容量损失越小,比容越高。一般CR1UF,k=1.0CR》1UF,K=1.04)

例如:35V105,中间采样容量为1.08,1.05,1.12,1.09,1.10,形成的电压为95V。你需要增加多少伏特来满足所需的容量?

首先,计算中间抽样容量的平均值C1=1.09,V1=95。

V2=1.09X95/1.0=103.5(V),需要增加9V

注意:在增加电压后,必须保持恒定电压一小时才能完成通电。

e)成型液温度:T1。V1=T2。V2

T1:第一恒压温度;

V1:第一个恒定电压;

T2:第二恒压温度;

V2:第二恒压温度;

V2:T1。V1/T2

注意公式中的温度K是绝对温度,需要在温度上加上273摄氏度;

例如,第一恒定电压温度是75度,恒定电压是90伏。如果将成型液的温度提高到85度,成型电压应该降低多少伏?

V2=90(75 273)/(85 273)=87.5V,需要降低3 V

这个公式不常用。但是可以引导为什么温度低的时候容量变大。

形成温度越高,氧化膜质量越好。但如果温度过高,水分挥发不良,就要不断加水,容易导致成型液导电性能不稳定。一般稀磷酸溶液的恒压温度控制在70-90之间。经过大量实践证明,如果恒压温度低于70,氧化膜质量会严重不稳定,湿测泄漏会超标。如果使用乙二醇系列作为成型溶液,可以适当提高恒压温度。

f)电流密度:

由于其比表面积小,低比容粉末需要较小的升压电流密度。比容越高,比表面积越大,升压电流密度越大。一般C级粉末的升压电流密度为10mA/g,B级粉末为20mA/g,高比容粉末为35-60mA/g,视比容而定。详见工艺文件。

g)形成液体:

导电性高,氧化效果好,但形成的液体闪络功率低;电导率低,氧化效果差,但形成的液体闪火电压高,阳极块不易结晶和击穿。目前,稀磷酸水溶液只能适用于200V以下的成型电压。如果要形成高于200 V的产物,应使用乙二醇的稀水溶液代替。这种溶液闪络电压高,抑制结晶能力强,但乙二醇不容易被煮沸洗干净,膜的损耗会略有增加。一般来说,只要使用稀释的磷酸水溶液,CA42形成的电压不会超过200V。

h)恒压时间:钽块越小,恒压时间越短,钽块越大,恒压时间越长。详见工艺文件。原理:结束电流要很小,基本稳定到不再下降为止。具体数值要看平时积累的数据。

2010-310

c)分解温度:分解温度要适中,一般200-270(指实际分解温度)。在此温度下制备的二氧化锰晶体结构为型,电导率最高。如果分解温度过高(大于300)或过低,则生成A型二氧化锰或三氧化锰,它们的导电性不如型。如果电导率大,说明接触电阻大,反映出电气性能上的损耗大。

d)分解时间:产品刚进入分解炉时,可以看到一股浓烟,是硝酸锰剧烈反应产生的二氧化氮气体。2-3分钟后,基本看不到烟,说明反应基本结束。分解时间太短,反应没有完全完成,在互补形成过程中锰离子会溶出。这时候互补的地层电流会很大。在这种情况下,应立即关闭电源,更换补充地层液。分解时间过长,氧化膜会损坏,漏电流也会大。分解时间要灵活,小产品短,大产品长。如果分解温度很高,分解时间要适当缩短,如果分解温度很低,分解时间要适当延长。

e)硝酸锰浓度:

涂覆时,先配制稀溶液,以便稀硝酸锰容易渗入钽粉颗粒的细孔中,使内部得以渗透。如果没有被穿透,阴极面积会减少,涂覆能力和通电能力会有很大不同。这种情况也会体现在亏损上,而且亏损会很大。在需要浓缩溶液之前,可以解剖钽芯,观察它是否被穿透。如果没有渗透,应加入稀释溶液。低比容粉末颗粒大,硝酸锰容易穿透,而高比容粉末颗粒小,不易穿透。小钽芯的稀溶次数少,大钽芯的稀溶次数应适当增加。

浓缩液和强化液用于增加二氧化锰膜的厚度。如果薄膜没有一定的厚度,当施加电压时,容易在上、下端面轮廓等处产生终端放电,造成氧化膜击穿。所以在使用强化液时,要尽量避免上小下大,或者上小下小,膜厚要均匀。稀锰酸的酸度很重要,会直接影响硝酸锰的渗透性和分解质量。一般每次做完都要用试纸测试。如果达不到工艺要求,应掺入硝酸。滴加硝酸后搅拌均匀。稀硝酸锰每周更换一次,浓硝酸锰每月更换一次(取决于硝酸锰的产量和清洁度)。

f)中间形成液体:

纯水的修复效果几乎很差。导电离子少,但电阻高,保护了产品。钽芯不容易被击穿烧毁,作为修复液使用,成型后没有残渣,不会造成很大损失。冰醋酸稀水溶液(0.04%)形成效果好,形成后无残留,不会造成较大损失。但其闪络功率较低,仅适用于6.3V 10V 16V产品,冰醋酸易挥发,导致导电性不稳定。

所以,如果你使用它,你应该经常测量电导率。稀磷酸水溶液(0.01%)成型效果好,闪络电压高,可作为25V 35V产品使用。但是,在形成之后,磷酸根离子保留在钽芯中,导致损耗增加约0.5。乙二醇溶液,化成效果不是很好,闪络电压很高,化成后不会造成很大损失。适合制作40V50V的大型产品。形成的溶液成本很高,而且有毒

j)关于涂层最难了解的是涂层炉的分解气氛(温度、风速、含氧量、蒸汽大小)。此外,进气口、出气口、回流孔以及下方分配器的调整也很关键。现在只能通过实验来确认调整到更合适的位置。为了保证良好的损耗,必须保证良好的漏电流。总氧含量控制在9——12%。

2.6切割石墨银浆

银浆,也称为辅助阴极,作为二氧化锰和焊料之间的桥梁。原瓶的石墨浓度在10%左右,实际使用时调整为4。5%左右为宜,太薄的话,因为石墨透气性好,容易往上爬。如果接触到上端面的钽丝,会造成短路,漏电流大,当时检测不出来。点焊后钽丝在跟部受力,所以点焊检测漏电流时合格率相当低,老化时击穿非常严重。如果石墨太厚,制作猛石墨时石墨层和二氧化锰层容易分层,在后续的封装固化中会施加热吸引,导致石墨层和二氧化锰层之间的层间剥离,造成损耗增加。

注意石墨的PH值必须大于9。

银浆也是如此。太薄的话,蘸的时候容易沾,但是蘸焊的时候,银层容易被焊料吞掉。如果太厚,银层和石墨接触不太好,容易导致接触电阻大,浸镀时拉丝。使用浸过两次银浆的厂家的银浆和石墨在使用前必须按工艺要求碾压均匀。

切割的质量经常被忽视。刀口的锋利程度,间隙,冲下来的速度都会影响到漏电。我们有一个测试结果,10%的漏电是因为切割质量差。

2.7点焊

焊点离根部越远越好,这样对根部氧化膜的损伤会小一些。点焊位置和姿态要正确,点焊浸焊的位置与封装后的外观密切相关。

点焊漏电流合格率信息非常重要。作为工艺技术人员,我们必须时刻关注检测信息。如果发现任何违规行为,我们必须追查原因,否则产品质量将失控。虽然这批产品无法回收,但是在涂料流动的一段时间内也会出现同样的问题。

常见问题:

a)钽丝切得太短?离根太近了?点焊电压过高,钽丝熔化过多?

b)钽丝脏吗?是硅胶没涂好吗?端面有硅胶?上脸强化层太薄?群体规模不符合要求?钢板变形?死穿?

c)石墨爬上端面?强化层的抽真空使石墨易于攀爬?

d)刀具有问题?

要追根究底,只有找出问题,才能制定纠正和预防措施。

2.8浸没焊接

温度要控制在210( 10/-5):温度低,锡厚,底部有锡尖;温度高,沾锡少,温度过高,银层容易被焊料吞噬,时间控制在2秒左右,时间过长,银层容易剥落。第一次浸焊能成功最好。如果重复浸焊,银层和石墨可能会剥落。

负极靠近钽芯,不能短路或开路。至少负极是钽芯的1/2以上,但不能伸出钽芯底部,否则封装后很容易看起来像废品。

控制助焊剂浓度,浓度太稀,施锡太慢,浓度厚,施锡快,但锡厚,容易导致石墨与二氧化锰层分离。

2.9老龄化

老化的目的是修复氧化膜,剔除早期失效产品。老化电源的串联电阻与老化效应有很大关系。如果太大,就达不到目的

产品质量达不到用户的基本要求。这类产品抗浪涌能力差,在脉冲电流较大的电路中使用,非常容易击穿。

三、所选钽电容器参数与漏电流和工作温度的关系

钽电容器的漏电流会随着使用温度的升高而增大,这条曲线称为漏电流温度曲线。而不同厂家生产的同规格产品,由于生产工艺、原材料、设备精度不同,高温泄漏电流的变化往往大相径庭。高温下漏电流变化大的产品,由于自身产生的热量不断积累,最终会出现击穿。高温下漏电流变化小的产品,长时间工作在高温下,稳定性和可靠性会更高。因此,高温下泄漏电流的变化率可以决定钽电容器的可靠性。对于片式钽电容器来说,高温性能对可靠性有决定性的影响。

3.1漏电流与温度的关系:

3.2漏电流与电压的关系:

一般来说,泄漏电流的测试是在20时施加额定电压,在测量电路中的电容器上串联一个1000欧姆的保护电阻,充电一至五分钟(凯美特、威士和AVX为两分钟,三洋为五分钟),然后测量泄漏电流。

3.3耗散因数(DF值)

耗散因数是决定电容内部功耗的物理量。越小越好,一般DF值随着频率的增加而增加。

损耗对产品使用和可靠性的影响说明损耗(DF值)是表征钽电容器自身电阻引起的无效功耗比的参数,损耗越小的产品ESR也会越小。但损耗的细微差别不会对使用产生明显影响。对工作状态下产品可靠性的影响大于对容量偏差的影响,但仍小于漏电流和ESR的影响(漏电流和ESR影响,损耗影响,容量偏差影响)。如果过滤时产品损失较大,过滤效果会变差。同时,损耗高的产品抗浪涌能力也差。

3.4阻抗,等效串联阻抗(ESR)感抗

ESR是决定电容器滤波性能的重要指标。钽电容器的ESR主要由引脚和内电极的阻抗引起,这是高频下电容器性能的一个非常重要的参数。一般来说,相同容量和电压值的钽电容器的ESR低于电解电容器,但高于多层陶瓷电容器。ESR随着频率和温度的升高而降低,ESR=DF/WC。低于谐振频率时,电容的阻抗是容抗和ESR的矢量和。电容器谐振后,电容器的阻抗是感抗和ESR的矢量和。

下图是电容器的等效组成图:

其中:ESL:描述引脚的电感和内部结构。

RL:电容器的泄漏电阻

Rd:介电吸收和内部分子极化引起的介电损耗

ESR和频率特性曲线:

阻抗z与频率特性曲线的关系

在脉冲充放电电路中,钽电容器会不断承受峰值功率几十安培的浪涌电流,有时充放电频率可能达到几百甚至几千赫兹。在这种电压基本稳定、浪涌电流连续的电路中,钽电容器的可靠性不仅取决于产品的耐压、伏安特性和高低温性能,还取决于产品的等效串联电阻ESR,因为ESR值较大的产品在高浪涌时会瞬间产生较多的热量积累,容易导致产品击穿。因此,钽电容器的ESR值可以直接决定产品的抗DC浪涌能力。

此外;在有交流纹波的电路中,不同ESR值的产品在一定时间内产生的热量也与其ESR值成正比。ESR越高,一定时间内产生的热量越高。因此,不同规格的产品因dif而具有不同的抗纹波电流能力